KR20070046592A - A composition for preparing an electron emission source, a method for preparing an electron emission source by using the same and the electron emission device comprising the electron emission source prepared by using the method - Google Patents

A composition for preparing an electron emission source, a method for preparing an electron emission source by using the same and the electron emission device comprising the electron emission source prepared by using the method Download PDF

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KR20070046592A
KR20070046592A KR1020050103432A KR20050103432A KR20070046592A KR 20070046592 A KR20070046592 A KR 20070046592A KR 1020050103432 A KR1020050103432 A KR 1020050103432A KR 20050103432 A KR20050103432 A KR 20050103432A KR 20070046592 A KR20070046592 A KR 20070046592A
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Abstract

본 발명은 카본계 물질, 비이클, 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용한 전자 방출원 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것이다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하면 전자 방출원 형성용 조성물의 현상 후 잔사가 잔류하는 문제점을 해결할 수 있다.The present invention provides a composition for forming an electron emission source comprising a carbon-based material, a vehicle, a hydrophilic group-containing photosensitive resin, and a water-soluble photoinitiator, a method for producing an electron emission source using the same, and an electron emission device having an electron emission source manufactured using the same. It is about. By using the composition for forming an electron emission source, a problem that a residue remains after development of the composition for forming an electron emission source may be solved.

Description

전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용한 전자 방출원 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자{A composition for preparing an electron emission source, a method for preparing an electron emission source by using the same and the electron emission device comprising the electron emission source prepared by using the method}A composition for forming an electron emission source, a method of manufacturing an electron emission source using the same, and an electron emission device having an electron emission source manufactured using the same, a method for preparing an electron emission source by using the same and the electron emission device comprising the electron emission source prepared by using the method}

도 1은 본 발명의 전자 방출 소자의 일실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an electron emitting device of the present invention.

<도면 부호의 간단한 설명><Short description of drawing symbols>

110 : 하면기판 120 : 캐소드 전극110: lower substrate 120: cathode electrode

130 : 절연체층 140 : 게이트 전극130: insulator layer 140: gate electrode

160 : 전자 방출원 170 : 형광체층160: electron emission source 170: phosphor layer

180 : 애노드 전극 190 : 상면기판 180: anode electrode 190: upper substrate

본 발명은 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용한 전자 방출원 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것으로서, 보 다 구체적으로는 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물, 이를 이용한 전자 방출원 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자에 관한 것이다. 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물은 수용성 현상제에 의하여 용이하게 현상될 수 있으며, 실질적으로 잔사를 남기지 않는다. 따라서, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출원을 이용하면 신뢰성이 향상된 전자 방출 소자를 얻을 수 있다. The present invention relates to a composition for forming an electron emission source, a method for producing an electron emission source using the same, and an electron emission device having an electron emission source manufactured using the same. More specifically, the present invention relates to a hydrophilic group-containing photosensitive resin and a water-soluble photoinitiator. The present invention relates to a composition for forming an electron emission source, an electron emission source manufacturing method using the same, and an electron emission device having an electron emission source manufactured using the same. The composition for forming an electron emission source as described above can be easily developed by a water-soluble developer and leaves substantially no residue. Therefore, by using the electron emission source manufactured using the composition for forming an electron emission source, an electron emission device having improved reliability can be obtained.

전자 방출 소자 (Electron Emission Device)는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 캐소드 전극의 전자 방출원으로부터 전자를 방출시키고, 이 전자를 애노드 전극 측의 형광 물질에 충돌시켜 발광되도록 하는 소자 이다.An electron emission device emits electrons from an electron emission source of a cathode electrode by applying a voltage between the anode electrode and the cathode electrode to form an electric field, and impinges the electrons on a fluorescent material on the anode electrode side to emit light. It is an element.

전자 전도성이 탁월한 탄소 나노 튜브 (Carbon Nano Tube: CNT)를 포함한 카본계 물질은 전도성 및 전계 집중 효과가 우수하고, 일함수가 낮고 전계 방출 특성이 우수하여 저전압 구동이 용이하고, 대면적화가 가능하므로 전자 방출 소자의 이상적인 전자 방출원으로 기대되고 있다. Carbon-based materials including carbon nanotubes (CNTs), which have excellent electronic conductivity, have excellent conductivity and field concentration effects, low work function, and excellent field emission characteristics, so that low-voltage driving is possible and large area is possible. It is expected to be an ideal electron emission source for electron emission devices.

카본나노튜브를 포함하는 전자 방출원 제조 방법은 예를 들면, CVD법 등을 이용하는 카본나노튜브 성장법, 카본나노튜브 및 비이클을 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하는 페이스트법 등을 포함한다. 상기 페이스트법을 이용하면 제조 단가가 낮고, 대면적으로 전자 방출원을 형성할 수 있다. 카본나노튜브를 포함한 전자 방출원 형성용 조성물은 예를 들면, 미국 특허 제6,436,221호에 기재 되어 있다.The method for producing an electron emission source containing carbon nanotubes includes, for example, a carbon nanotube growth method using a CVD method or the like, a paste method using an electron emission source formation composition containing carbon nanotubes and a vehicle. By using the above paste method, the manufacturing cost is low and the electron emission source can be formed in a large area. Compositions for forming electron emission sources, including carbon nanotubes, are described, for example, in US Pat. No. 6,436,221.

그러나, 종래의 페이스트법을 이용한 전자 방출원 제조 방법에 따르면, 전자 방출원 형성용 조성물 및 전자 방출원 패터닝을 위한 포토레지스트 패턴은 아세톤 등과 같은 유기 용매를 이용하여 동시에 현상(즉, 노광되지 않은 전자 방출원 형성용 조성물 및 포토레지스트 패턴의 제거)된다. 이 때, 포토레지스트 패턴과 전자 방출원 형성용 조성물 간의 화학 반응에 의하여 포토레지스트 패턴 상부에 생성된 잔사가 제거되지 않고 잔류할 수 있다. 즉, 전자 방출원 비-형성 영역에 전자 방출원 형성용 조성물의 잔사가 잔류할 수 있는 것이다. 이는 전자 방출 소자의 이상 발광 등을 일으킬 수 있는 바, 이의 개선이 필요하다.However, according to the conventional method for producing an electron emission source using the paste method, the composition for forming an electron emission source and the photoresist pattern for electron emission patterning are simultaneously developed (that is, unexposed electrons) using an organic solvent such as acetone. Removal of the source forming composition and the photoresist pattern). In this case, residues generated on the photoresist pattern may remain without being removed by a chemical reaction between the photoresist pattern and the composition for forming an electron emission source. That is, the residue of the composition for forming an electron emission source may remain in the electron emission source non-forming region. This may cause abnormal light emission of the electron emitting device, and thus an improvement thereof is necessary.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 전자 방출원 비-형성 영역에 실질적으로 전자 방출원 형성용 조성물의 잔사를 남기지 않는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 아울러, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 전자 방출원을 제조하는 방법, 상기 전자 방출원 형성용 조성물로 제조된 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자도 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a composition for forming an electron emission source that does not substantially leave a residue of the composition for forming an electron emission source in an electron emission source non-forming region. do. In addition, a method of manufacturing an electron emission source using the composition for forming an electron emission source, and an electron emission device having an electron emission source manufactured from the composition for forming an electron emission source is also provided.

상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제1태양은, 카본계 물질, 비이클, 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the first aspect of the present invention provides a composition for forming an electron emission source comprising a carbon-based material, a vehicle, a hydrophilic group-containing photosensitive resin and a water-soluble photoinitiator.

상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제2태양은, 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계와, 기판 상에 전자 방출원 형성 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄 및 노광하는 단계와, 상기 노광된 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제로 현상하는 단계와, 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 현상된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계를 포함하는 전자 방출원 제조 방법을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, a second aspect of the present invention provides a composition for forming an electron emission source as described above, and forms a photoresist pattern defining an electron emission source formation region on a substrate. Printing and exposing the composition for forming an electron emission source on a substrate on which the photoresist pattern is formed; developing the exposed composition for forming an electron emission source with a water-soluble developer; and removing the photoresist pattern. And it provides a method for producing an electron emission source comprising the step of firing the developed composition for forming an electron emission source.

상기 본 발명의 또 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제3태양은, 서로 대향되게 배치된 제1기판 및 제2기판과, 상기 제1기판 상에 형성된 캐소드 전극과, 상기 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 전자 방출원과, 상기 제2기판 상에 형성된 애노드 전극과, 상기 전자 방출원으로부터 방출된 전자에 의하여 발광하는 형광층을 구비하고, 상기 전자 방출원은 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 전자 방출 소자를 제공한다.In order to achieve the another object of the present invention, a third aspect of the present invention, the first substrate and the second substrate disposed to face each other, the cathode electrode formed on the first substrate, and the cathode electrode and electrically An electron emission source formed to be connected, an anode electrode formed on the second substrate, and a fluorescent layer emitting light by electrons emitted from the electron emission source, wherein the electron emission source forms an electron emission source as described above. Provided is an electron emitting device manufactured using the composition for use.

상기 전자 방출원 형성용 조성물은, 수용성 현상제에 의하여 효과적으로 현상되어 실질적으로 잔사를 남지기 않는 바, 매우 정밀한 패턴을 갖는 전자 방출원을 제조할 수 있다.The composition for forming an electron emission source is effectively developed by a water-soluble developer and does not substantially leave a residue, thereby producing an electron emission source having a very precise pattern.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 카본계 물질, 비이클, 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 제공한다.The composition for forming an electron emission source of the present invention provides a composition for forming an electron emission source including a carbonaceous material, a vehicle, a hydrophilic group-containing photosensitive resin, and a water-soluble photoinitiator.

먼저, 상기 카본계 물질은 전도성 및 전자 방출 특성이 우수하여 전자 방출 소자 작동시 형광층으로 전자를 방출시켜 형광체를 여기시키는 역할을 한다. 이러한 카본계 물질의 비제한적인 예에는 카본나노튜브, 그라파이트, 다이아몬드, 플러렌 및 탄화규소(SiC) 등이 포함된다. 이 중, 카본나노튜브가 바람직하다.First, the carbon-based material has excellent conductivity and electron emission characteristics, and thus serves to excite the phosphor by emitting electrons to the fluorescent layer during operation of the electron emission device. Non-limiting examples of such carbon-based materials include carbon nanotubes, graphite, diamond, fullerenes, silicon carbide (SiC), and the like. Among these, carbon nanotubes are preferable.

카본나노튜브는 그라파이트 시트가 나노 크기의 직경으로 둥글게 말려 튜브형태를 이루고 있는 카본동소체(allotrope)로서, 단일벽 나노튜브(single wall nanotube) 및 다중벽 나노튜브(multi wall nanotube)를 모두를 사용할 수 있다. 본 발명의 카본나노튜브는 열(Thermal) 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition: 이하, "CVD법"이라고도 함), DC 플라즈마 CVD법, RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 플라즈마 CVD법과 같은 CVD법을 이용하여 제조된 것일 수 있다.Carbon nanotubes are carbon allotropes in which graphite sheets are rounded to a nano-sized diameter to form tubes. have. The carbon nanotubes of the present invention are manufactured using a CVD method such as thermal chemical vapor deposition (hereinafter referred to as "CVD method"), DC plasma CVD method, RF plasma CVD method, microwave plasma CVD method. It may have been.

상기 비이클은 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성 및 점도를 조절하며, 카본계 물질을 운반하는 역할을 한다. 본 발명의 비이클은 수지 성분과 용매 성분을 포함할 수 있다. 이 중, 수지 성분은 하기 화학식 1로 표시되는 유니트와 하기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하고 1,000 내지 50,000의 중량 평균 분자량을 갖는 수용성 고분자를 포함할 수 있다:The vehicle controls the printability and viscosity of the composition for forming an electron emission source and serves to transport the carbon-based material. The vehicle of the present invention may comprise a resin component and a solvent component. Among these, the resin component may include a unit represented by the following Chemical Formula 1 and a unit represented by the following Chemical Formula 2, and may include a water-soluble polymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000:

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112005062630118-PAT00001
Figure 112005062630118-PAT00001

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112005062630118-PAT00002
Figure 112005062630118-PAT00002

상기 화학식 1 및 2 중,In Formulas 1 and 2,

R1 및 R4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기일 수 있다. 이 중, 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬렌기인 것이 바람직하다.R 1 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkylene group , A substituted or unsubstituted C 6 -C 20 arylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkylene group or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroarylene group. Among them, a substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkylene group is preferable.

R2 및 R5는 각각 독립적으로, 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기일 수 있다. 이 중, 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1-C5 알킬렌기인 것이 바람직하다.R 2 and R 5 are each independently a bonded, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycle It may be an alkylene group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 20 arylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkylene group or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroarylene group. Among them, a bonded or substituted or unsubstituted C 1 -C 5 alkylene group is preferable.

R3 및 R6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비 치환된 C6-C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기일 수 있다. 이 중, 치환 또는 비치환된 C1-C10 알킬기인 것이 바람직하다.R 3 and R 6 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkyl group, a substituted or Or an unsubstituted C 6 -C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroaryl group. Of these, preferably a C 1 -C 10 alkyl group unsubstituted or substituted.

상기 화학식 2 중, Z는 친수성기이다. 보다 구체적으로, 상기 Z는 -OA, -COOA, -SO2A, -SO2NH2, -SO2NHCOT1, -T2SO2A, -SO3A, -PO3NH2, -PO3A2, -NH2 및 -N(T1)2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 친수성기로서; A는 수소, 알칼리 금속, 또는 Q1 및 Q2가 각각 독립적으로, 수소, C1-C20 알킬기 또는 C6-C20 아릴기인 -NQ1Q2이고; T1은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고; T2는 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기일 수 있다. 이 중, 상기 Z는 -OH, -COOH, -SO2H, -SO2NH2, -SO2NHCOCH3, -(CH2)SO2H, -SO3H, -PO3NH2, -PO3H2, -NH2 및 -N(CH3)2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 친수성기인 것이 바람직하다.In said Formula (2), Z is a hydrophilic group. More specifically, the Z is -OA, -COOA, -SO 2 A, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOT 1 , -T 2 SO 2 A, -SO 3 A, -PO 3 NH 2 , -PO As at least one hydrophilic group selected from the group consisting of 3 A 2 , —NH 2 and —N (T 1 ) 2 ; A is hydrogen, an alkali metal, or -NQ 1 Q 2 wherein Q 1 and Q 2 are each independently hydrogen, a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; T 1 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 6 -C 20 aryl group or a C 2 -C 20 heteroaryl group; T 2 may be a C 1 -C 20 alkylene group, a C 6 -C 20 arylene group or a C 2 -C 20 heteroarylene group. Among these, Z is -OH, -COOH, -SO 2 H, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOCH 3 ,-(CH 2 ) SO 2 H, -SO 3 H, -PO 3 NH 2 ,- It is preferably at least one hydrophilic group selected from the group consisting of PO 3 H 2 , -NH 2 and -N (CH 3 ) 2 .

상기 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C1-C20 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 적어도 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 니트로기, 시아노기, C1-C20 알킬기, C2-C20 알케닐기, C6-C20 아릴기, C7-C20 아릴알킬기, C2-C20 헤테로 아릴기, 또는 C2-C19 헤테로아릴알킬기로 선택적으로 치환될 수 있다.Specific examples of the unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group used in Chemical Formulas 1 and 2 include methyl, ethyl, propyl, isobutyl, sec-butyl, pentyl, iso-amyl, hexyl, and the like. At least one hydrogen atom is a halogen atom, nitro group, cyano group, C 1 -C 20 alkyl group, C 2 -C 20 alkenyl group, C 6 -C 20 aryl group, C 7 -C 20 arylalkyl group, C 2 -C And optionally substituted with 20 heteroaryl groups, or C 2 -C 19 heteroarylalkyl groups.

본 발명의 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C2-C20 알케닐기는 상기 정의된 바와 같은 알킬기의 중간이나 맨 끝단에 탄소 이중결합을 함유하고 있는 것을 의미한다. 구체적인 예로서는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 헥실렌 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이들 알케닐기 중 적어도 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. The unsubstituted C 2 -C 20 alkenyl group used in Chemical Formulas 1 and 2 of the present invention means that it contains a carbon double bond in the middle or the end of the alkyl group as defined above. Specific examples include, but are not limited to, ethylene, propylene, butylene, hexylene, and the like. At least one hydrogen atom of these alkenyl groups may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

본 발명의 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C3-C20 사이클로알킬기의 구체적인 예로서 사이클로헥실기, 사이클로펜틸기 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 사이클로알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. Specific examples of the unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkyl group used in Chemical Formulas 1 and 2 of the present invention include, but are not limited to, a cyclohexyl group and a cyclopentyl group. At least one hydrogen atom of the cycloalkyl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

본 발명의 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C6-C20 아릴기는 단독 또는 조합하여 사용되어, 하나 이상의 고리를 포함하는 탄소원자수 6 내지 20개의 카보사이클 방향족 시스템을 의미하며, 2 이상의 고리들로 이루어진 경우에는 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합될 수 있다. 아릴이라는 용어는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸과 같은 방향족 라디칼을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.Unsubstituted C 6 -C 20 aryl groups used in Formulas 1 and 2 of the present invention are used alone or in combination to mean a carbocyclic aromatic system having 6 to 20 carbon atoms containing at least one ring, and at least two rings. The rings may be attached or fused together in a pendant manner. The term aryl includes, but is not limited to, aromatic radicals such as phenyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl. At least one hydrogen atom of the aryl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

본 발명의 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬기 는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 C인 고리형 탄화수소를 의미한다. 상기 헤테로사이클로알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.The unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkyl group used in the general formulas (1) and (2) of the present invention includes a cyclic type having 1, 2 or 3 heteroatoms selected from N, O, P or S, and the remaining ring atoms being C. It means a hydrocarbon. At least one hydrogen atom of the heterocycloalkyl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

본 발명의 화학식 1 및 2에서 사용된 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 C인 1가 모노사이클릭 또는 비사이클릭 방향족 유기 화합물을 의미한다. 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. Unsubstituted C 2 -C 20 heteroaryl groups used in Formulas 1 and 2 of the present invention include monovalent mono, wherein one, two or three heteroatoms selected from N, O, P or S, and the remaining ring atoms are C It means a cyclic or acyclic aromatic organic compound. At least one hydrogen atom of the heteroaryl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

본 발명의 화학식 1 및 2 중, 알킬렌기, 알케닐렌기, 사이클로알킬렌기, 아릴렌기, 헤테로사이클로알킬렌기 및 헤테로아릴렌기란 상술한 알킬기, 알케닐기, 사이클로알킬기, 아릴기, 헤테로사이클로알킬기 및 헤테로아릴기 각각과 동일한 구조를 갖는 2가 라디칼을 가리키는 것이다. 따라서, 예를 들면, C1-20알킬렌기의 비제한적인 예에는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 헥실렌기 등이 포함되고, C3-20사이클로알킬렌기의 비제한적인 예에는 사이클로헥실렌기, 사이클로헵타닐렌기 등이 포함되고, C6-20아릴렌기의 비제한적인 예에는 페닐렌기 등이 포함될 수 있다.In the general formulas (1) and (2) of the present invention, the alkylene group, alkenylene group, cycloalkylene group, arylene group, heterocycloalkylene group and heteroarylene group are the aforementioned alkyl group, alkenyl group, cycloalkyl group, aryl group, heterocycloalkyl group and hetero It refers to a divalent radical having the same structure as each of the aryl groups. Thus, for example, non-limiting examples of C 1-20 alkylene groups include methylene groups, ethylene groups, propylene groups, butylene groups, hexylene groups and the like, and non-limiting examples of C 3-20 cycloalkylene groups Examples include cyclohexylene groups, cycloheptanylene groups, and the like, and non-limiting examples of C 6-20 arylene groups may include phenylene groups and the like.

상기 화학식 1로 표시되는 유니트와 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하는 수용성 고분자 중, 상기 화학식 1로 표시되는 유니트와 상기 화학식 2로 표시되는 유니트의 몰비는 9:1 내지 5:5, 바람직하게는 7:3 내지 6:4일 수 있다. 상 기 범위를 벗어나, 화학식 1로 표시되는 유니트의 몰수가 화학식 2로 표시되는 유니트의 몰수보다 많은 경우에는 수용성 현상제로 충분히 현상되지 않는다는 문제점이 발생할 수 있고, 반대로, 화학식 2로 표시되는 유니트의 몰수가 화학식 1로 표시되는 유니트의 몰수보다 많은 경우에는 카본계 물질의 활성화가 곤란하고 전자 방출원 중 잔탄량이 증가할 수 있다는 문제점이 있을 수 있기 때문이다.Among the water-soluble polymers including the unit represented by Formula 1 and the unit represented by Formula 2, the molar ratio of the unit represented by Formula 1 and the unit represented by Formula 2 is 9: 1 to 5: 5, preferably May be 7: 3 to 6: 4. If the number of moles of the unit represented by the formula (1) is greater than the number of moles of the unit represented by the formula (2), the problem may occur that the water-soluble developer is not sufficiently developed, on the contrary, the number of moles of the unit represented by the formula (2) If is greater than the number of moles of the unit represented by the formula (1) is because there may be a problem that the activation of the carbon-based material is difficult and the amount of residual carbon in the electron emission source may increase.

상기 화학식 1로 표시되는 유니트 및 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 갖는 수용성 고분자의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 50,000 바람직하게는 3,000 내지 40,000일 수 있다. 상기 수용성 고분자의 중량 평균 분자량이 50,000을 초과하는 경우에는 상기 수용성 고분자의 합성이 용이하지 않고, 상기 수용성 고분자의 중량 평균 분자량이 1,000 미만인 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성이 저하될 수 있기 때문이다.The weight average molecular weight of the water-soluble polymer having a unit represented by Formula 1 and a unit represented by Formula 2 may be 1,000 to 50,000, preferably 3,000 to 40,000. When the weight average molecular weight of the water-soluble polymer exceeds 50,000, the synthesis of the water-soluble polymer is not easy, and when the weight average molecular weight of the water-soluble polymer is less than 1,000, printability of the composition for forming an electron emission source may be deteriorated. Because.

전술한 바와 같은 본 발명의 수용성 고분자는 특히, 하기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 하기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 10,000 내지 50,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자일 수 있다:As described above, the water-soluble polymer of the present invention may be a polymer having a weight average molecular weight of about 10,000 to 50,000, particularly comprising a unit represented by the following formula (3) and a unit represented by the following formula (4) in a molar ratio of 7: 3. have:

<화학식 3><Formula 3>

Figure 112005062630118-PAT00003
Figure 112005062630118-PAT00003

<화학식 4><Formula 4>

Figure 112005062630118-PAT00004
.
Figure 112005062630118-PAT00004
.

상기 화학식 1로 표시되는 유니트 및 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하는 수용성 고분자의 함량은 비이클에 포함된 전체 수지 성분 100중량부 당 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 10 내지 20중량부일 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 유니트 및 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하는 수용성 고분자의 함량이 전체 수지 성분 100중량부 당 5중량부 미만인 경우에는 수용성 현상제로 충분히 현상되지 않을 수 있다는 문제점이 있을 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 유니트 및 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하는 수용성 고분자의 함량이 전체 수지 성분 100중량부 당 60중량부를 초과하는 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 점도가 지나치게 증가할 수 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.The content of the water-soluble polymer including the unit represented by Formula 1 and the unit represented by Formula 2 may be 5 to 60 parts by weight, preferably 10 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the total resin component included in the vehicle. . If the content of the water-soluble polymer including the unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (2) is less than 5 parts by weight per 100 parts by weight of the total resin component may have a problem that it may not be sufficiently developed with a water-soluble developer When the content of the water-soluble polymer including the unit represented by Formula 1 and the unit represented by Formula 2 exceeds 60 parts by weight per 100 parts by weight of the total resin component, the viscosity of the composition for forming an electron emission source may be excessively increased. This is because the problem may occur.

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물에 포함되는 비이클은 수지 성분으로서 상기 화학식 1로 표시되는 유니트 및 상기 화학식 2로 표시되는 유니트를 갖는 수용성 고분자 외에도 다른 여러가지 수지 성분을 더 포함할 수 있는데, 예를 들면, 에틸 셀룰로오스, 니트로 셀룰로오스 등과 같은 셀룰로오스계 수지; 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트 등과 같은 아크릴레이트계 수지; 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리비닐 에테르 등과 같은 비닐계 수지 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전술한 바와 같은 수지 성분 중 일부 이상은 감광성 수지의 역할을 동시에 할 수 있다.The vehicle included in the composition for forming an electron emission source of the present invention may further include various resin components in addition to the water-soluble polymer having a unit represented by Formula 1 and a unit represented by Formula 2 as the resin component. For example, cellulose resins such as ethyl cellulose, nitro cellulose and the like; Acrylate resins such as polyester acrylate, epoxy acrylate, urethane acrylate and the like; At least one of a vinyl-based resin such as polyvinyl acetate, polyvinyl butyral, polyvinyl ether, and the like may be further included, but is not limited thereto. Some or more of the resin components as described above may simultaneously serve as the photosensitive resin.

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물에 포함되는 비이클의 용매 성분은 예를 들면, 터피네올(terpineol), 부틸 카르비톨(butyl carbitol:BC), 부틸 카르비톨 아세테이트(butyl carbitol acetate:BCA), 톨루엔(toluene) 및 텍사놀(texanol) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 중, 터피네올을 포함하는 것이 바람직하다.The solvent component of the vehicle included in the composition for forming an electron emission source of the present invention is, for example, terpineol, butyl carbitol (BC), butyl carbitol acetate (BCA), It may include at least one of toluene and texanol. Among these, it is preferable to contain terpineol.

상기 수지 성분의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 100 내지 500중량부, 보다 바람직하게는 200 내지 300중량부일 수 있다. 한편, 상기 용매 성분의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 500 내지 1500중량부, 바람직하게는 800 내지 1200중량부일 수 있다. 상기 수지 성분과 용매 성분으로 이루어진 비이클의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 인쇄성 및 흐름성이 저하되는 문제점이 생길 수 있다. 특히, 비이클의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우에는 건조시간이 지나치게 길어질 수 있다는 문제점이 있다.The content of the resin component may be 100 to 500 parts by weight, more preferably 200 to 300 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon-based material. On the other hand, the content of the solvent component may be 500 to 1500 parts by weight, preferably 800 to 1200 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon-based material. When the content of the vehicle consisting of the resin component and the solvent component is outside the above range may cause a problem that the printability and flowability of the composition for forming an electron emission source is lowered. In particular, when the content of the vehicle exceeds the above range, there is a problem that the drying time may be too long.

상기 친수성기-함유 감광성 수지는 전자 방출원 형성용 조성물의 노광 시, 가교 결합을 통하여 전자 방출원의 패터닝이 이루어지도록 하는 물질이다. 상기 감광성 수지는 친수성기를 함유하는 바, 이를 포함한 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 수용성 현상제에 의하여 용이하게 현상될 수 있다.The hydrophilic group-containing photosensitive resin is a material that allows the electron emission source to be patterned through crosslinking when the composition for forming an electron emission source is exposed. Since the photosensitive resin contains a hydrophilic group, the composition for forming an electron emission source of the present invention including the same may be easily developed by a water-soluble developer.

예를 들어, 상기 친수성기-함유 감광성 수지는 친수성기로 치환된 아크릴레이트계 수지, 벤조페논계 수지, 아세토페논계 수지 또는 티오크산톤계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 감광성 수지는 모노머 또는 올리고머일 수 있으며, 이들 중 2 이상을 조합하여 사용하는 것도 가능하다. 보다 구체적으로, 상기 친수성기-함유 감광성 수지는 친수성기로 치환된 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 2,4-디에틸옥산톤(2,4-diethyloxanthone), 또는 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 우레탄 아크릴레이트, 등을 포함할 수 있다.For example, the hydrophilic group-containing photosensitive resin may include an acrylate resin, a benzophenone resin, an acetophenone resin or a thioxanthone resin, an epoxy resin, or a urethane resin substituted with a hydrophilic group, but is not limited thereto. It doesn't happen. The photosensitive resin may be a monomer or an oligomer, and two or more of these may be used in combination. More specifically, the hydrophilic group-containing photosensitive resin may be epoxy acrylate, polyester acrylate, 2,4-diethyloxanthone, or 2,2-dimethoxy-2- substituted with a hydrophilic group. Phenylacetophenone, urethane acrylate, and the like.

상기 친수성기-함유 감광성 수지 중 친수성기는 -OA, -COOA, -SO2A, -SO2NH2, -SO2NHCOT1, -T2SO2A, -SO3A, -PO3NH2, -PO3A2, -NH2 및 -N(T1)2으로 이루어진 군으로부터 선택되고; A는 수소, 알칼리 금속, 또는 Q1 및 Q2가 각각 독립적으로, 수소, C1-C20 알킬기 또는 C6-C20 아릴기인 -NQ1Q2이고; T1은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고; T2는 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기일 수 있다.The hydrophilic group in the hydrophilic group-containing photosensitive resin is -OA, -COOA, -SO 2 A, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOT 1 , -T 2 SO 2 A, -SO 3 A, -PO 3 NH 2 , -PO 3 A 2 , -NH 2 and -N (T 1 ) 2 ; A is hydrogen, an alkali metal, or -NQ 1 Q 2 wherein Q 1 and Q 2 are each independently hydrogen, a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; T 1 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 6 -C 20 aryl group or a C 2 -C 20 heteroaryl group; T 2 may be a C 1 -C 20 alkylene group, a C 6 -C 20 arylene group or a C 2 -C 20 heteroarylene group.

이 중, 상기 친수성기는 -OH, -COOH, -SO2H, -SO2NH2, -SO2NHCOCH3, -(CH2)SO2H, -SO3H, -PO3NH2, -PO3H2, -NH2 및 -N(CH3)2로 이루어진 군으로부터 선택된 것이 바람직하다.Among these, the hydrophilic group is -OH, -COOH, -SO 2 H, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOCH 3 ,-(CH 2 ) SO 2 H, -SO 3 H, -PO 3 NH 2 ,- Preferred is selected from the group consisting of PO 3 H 2 , -NH 2 and -N (CH 3 ) 2 .

상기 친수성기-함유 감광성 수지는 5 내지 20의 산가, 바람직하게는 5 내지 10의 산가를 가질 수 있다. 상기 친수성기-함유 감광성 수지의 산가가 5 미만인 경우, 수용성 현상제를 이용한 현상이 용이하지 못할 수 있고, 상기 친수성기-함유 감광성 수지의 산가가 20을 초과하는 경우, 전자 방출원 형성용 조성물의 상분리 현상이 일어날 수 있는 등, 전자 방출원 형성용 조성물의 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.The hydrophilic group-containing photosensitive resin may have an acid value of 5 to 20, preferably an acid value of 5 to 10. When the acid value of the hydrophilic group-containing photosensitive resin is less than 5, development using a water-soluble developer may not be easy, and when the acid value of the hydrophilic group-containing photosensitive resin exceeds 20, phase separation of the composition for forming an electron emission source This is because such a problem may occur that the stability of the composition for electron emission source formation is lowered.

상기 친수성기-함유 감광성 수지의 함량은 수지 성분 100중량부를 기준으로 50 내지 200중량부, 바람직하게는 100 내지 150중량부일 수 있다. 친수성기-함유 감광성 수지의 함량이 수지 성분 100중량부를 기준으로 50중량부 미만인 경우에는 노광 감도가 떨어지고, 카본계 물질 100중량부를 기준으로 200중량부를 초과하는 경우에는 전자 방출원 형성용 조성물의 흐름성 및 인쇄성이 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.The content of the hydrophilic group-containing photosensitive resin may be 50 to 200 parts by weight, preferably 100 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component. When the content of the hydrophilic group-containing photosensitive resin is less than 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component, the exposure sensitivity is lowered, and when the content of the hydrophilic group-containing photosensitive resin exceeds 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon-based material, the flowability of the composition for forming an electron emission source is formed. And printability is not preferred because it may be degraded.

필요한 경우, 상기 친수성기-함유 감광성 수지 외에, 전자 방출원 형성용 조성물에 통상적으로 사용되는 감광성 수지를 더 포함할 수 있다.If necessary, in addition to the hydrophilic group-containing photosensitive resin, it may further include a photosensitive resin commonly used in the composition for forming an electron emission source.

상기 수용성 광개시제는 전술한 바와 같은 감광성 수지의 노광시 가교 결합을 개시하는 역할을 한다. 상기 광개시제도 수용성 광개시제 중에서 선택하여, 이를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물이 수용성 현상제에 의하여 용이하게 현상되도록 한다. 상기 수용성 광개시제의 구체적인 예에는, 티오크산톤류, 벤조페논류, 벤질류, 히드록실알킬 케톤류 또는 페나실 티오설페이트류 등이 포함된다. 보다 구체적으로, 소듐 벤조일메틸티오설페이트(sodium benzoylmethylthiosulphate), 안트라퀴본-2-설폰산/소듐 염(Anthraquinone-2-sulphonic acid/sodium salt) 등을 이용할 수 있다. 이 중, 2 이상의 조합을 사용하는 것도 가능하다.The water-soluble photoinitiator serves to initiate crosslinking upon exposure of the photosensitive resin as described above. The photoinitiator is also selected from the water-soluble photoinitiator, so that the composition for forming an electron emission source including the same is easily developed by the water-soluble developer. Specific examples of the water-soluble photoinitiator include thioxanthones, benzophenones, benzyl, hydroxylalkyl ketones, phenacyl thiosulfate, and the like. More specifically, sodium benzoylmethylthiosulphate, anthraquinone-2-sulfonic acid / sodium salt, and the like can be used. Among these, it is also possible to use 2 or more combinations.

전술한 바와 같은 수용성 고분자(비이클의 수지 성분에 포함될 수 있음), 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제에 의하여, 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 아세톤, 아세트산에틸, 메틸에틸케톤 등과 같은 종래의 휘발성 유기 용매 대신 수용성 현상제를 이용하여 현상될 수 있다. 따라서, 상기 전자 방출원 형성용 조성물(보다 구체적으로, 노광되지 않은 전자 방출원 형성용 조성물)을 수용성 현상제를 이용하여 먼저 현상할 수 있어, 포토레지스터 패턴과 전자 방출원 형성용 조성물을 유기 용매를 이용하여 동시에 제거할 경우 전자 방출원 형성용 조성물의 잔사가 전자 방출원 비-형성 영역에 잔류하는 문제점이 해결될 수 있다.By the above-mentioned water-soluble polymer (which may be included in the resin component of the vehicle), a hydrophilic group-containing photosensitive resin, and a water-soluble photoinitiator, the composition for forming an electron emission source of the present invention can be prepared using conventional acetone, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, and the like. It can be developed using a water soluble developer instead of a volatile organic solvent. Therefore, the composition for forming an electron emission source (more specifically, the composition for forming an electron emission source that is not exposed) may be first developed by using a water-soluble developer, and the photoresist pattern and the composition for forming an electron emission source may be developed in an organic solvent. When the removal at the same time by using the residue of the composition for forming an electron emission source can be solved the problem that remains in the electron emission source non-forming region.

이와 같은 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 필요에 따라 접착 성분 또는 필러 등을 더 포함할 수 있다.Such a composition for forming an electron emission source of the present invention may further include an adhesive component or a filler as necessary.

상기 접착 성분은 전자 방출원을 기판에 부착시키는 역할을 하는 것으로서, 예를 들면, 무기 바인더 등일 수 있다. 이러한 무기 바인더의 비제한적인 예에는 프리트, 실란, 물유리 등이 포함되며, 이들 중 2 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 프리트는 예를 들면, 산화납-산화아연-보론옥사이드(PbO-ZnO-B2O3) 성분으로 이루어질 수 있다. 상기 무기 바인더 중 프리트가 바람직하다.The adhesive component serves to attach the electron emission source to the substrate, and may be, for example, an inorganic binder. Non-limiting examples of such inorganic binders include frit, silane, water glass, and the like, and two or more of these may be mixed and used. The frit may be made of, for example, lead oxide-zinc oxide-boron oxide (PbO-ZnO-B 2 O 3 ). Among the inorganic binders, frit is preferable.

전자 방출원 형성용 조성물 중 무기 바인더의 함량은 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 10 내지 50중량부, 바람직하게는 15 내지 35중량부 일 수 있다. 무기 바인더의 함량이 카본계 물질 100중량부를 기준으로 하여 10중량부 미만인 경우에는 만족할 만한 접착력을 얻을 수 없고, 50중량부를 초과하는 경우에는 인쇄성 이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.The content of the inorganic binder in the composition for forming an electron emission source may be 10 to 50 parts by weight, preferably 15 to 35 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon-based material. When the content of the inorganic binder is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon-based material, satisfactory adhesive strength may not be obtained, and when the content of the inorganic binder exceeds 50 parts by weight, printability may be deteriorated.

상기 필러는 기판과 충분히 접착하지 못한 카본계 물질의 접착성을 향상시키는 역할을 하는 물질로서 이의 비제한적인 예에는 Ag, Al, Pd, TiO2, Al2O3 등이 있다.The filler is a material that serves to improve adhesion of the carbon-based material that is not sufficiently adhered to the substrate, and non-limiting examples thereof include Ag, Al, Pd, TiO 2 , Al 2 O 3, and the like.

전술한 바와 같은 물질을 포함하는 본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물은 3,000 내지 50,000cps, 바람직하게는 5,000 내지 30,000cps의 점도를 가질 수 있다. 상기 점도 범위를 벗어나는 경우, 작업성이 불량해 지는 문제점이 발생할 수 있다.The composition for forming an electron emission source of the present invention comprising a material as described above may have a viscosity of 3,000 to 50,000 cps, preferably 5,000 to 30,000 cps. If it is out of the viscosity range, a problem may arise that the workability is poor.

본 발명을 따르는 전자 방출원 제조 방법은 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하며, 수용성 현상제를 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 현상하는 단계 및 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계를 포함한다.The electron emission source manufacturing method according to the present invention uses a composition for forming an electron emission source as described above, and includes developing a composition for forming an electron emission source using a water-soluble developer and removing a photoresist pattern. do.

보다 구체적으로, 상기 전자 방출원 제조 방법은, 전술한 바와 같은, 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계와, 기판 상에 전자 방출원 형성 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄 및 노광하는 단계와, 상기 노광된 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제를 이용하여 현상하는 단계와, 상기 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계와, 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계를 포함한다.More specifically, the method for manufacturing an electron emission source, as described above, providing a composition for forming an electron emission source, forming a photoresist pattern defining an electron emission source formation region on the substrate, Printing and exposing the composition for forming an electron emission source on a substrate having a photoresist pattern, developing the exposed composition for forming an electron emission source using a water-soluble developer, and removing the photoresist pattern. And firing the composition for forming an electron emission source.

먼저, 전자 방출원 형성용 조성물을 전술한 바와 같은 성분 및 함량으로 준 비한다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물에 관한 상세한 설명은 전술한 바와 같으므로 생략한다.First, a composition for forming an electron emission source is prepared with the components and contents as described above. Detailed description of the composition for forming an electron emission source is the same as described above, and will be omitted.

한편, 기판 상부에는 전자 방출원 형성 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 상기 "기판"이란 전자 방출원이 형성될 기판으로서, 형성하고자 하는 전자 방출 소자에 따라 상이할 수 있으며, 이는 당업자에게 용이하게 인식가능한 것이다. 예를 들면, 상기 "기판"이란, 캐소드와 애노드 사이에 게이트 전극이 구비된 형태의 전자 방출 소자를 제조하는 경우에는 캐소드가 될 수 있으며, 캐소드 하부에 게이트 전극이 구비된 형태의 전자 방출 소자를 제조하는 경우에는 캐소드와 게이트 전극을 절연시키는 절연층이 될 수 있다. 한편, 상기 포토레지스트 패턴은 공지된 임의의 포토레지스트 패턴 형성 재료를 이용하여 형성될 수 있다. On the other hand, a photoresist pattern defining an electron emission source formation region is formed on the substrate. The "substrate" is a substrate on which an electron emission source is to be formed, which may be different depending on the electron emission element to be formed, which is easily recognized by those skilled in the art. For example, the "substrate" may be a cathode when manufacturing an electron emission device having a gate electrode between a cathode and an anode, and an electron emission device having a gate electrode disposed below the cathode. In manufacturing, the insulating layer may be an insulating layer that insulates the cathode and the gate electrode. On the other hand, the photoresist pattern may be formed using any known photoresist pattern forming material.

그리고 나서, 준비한 전자 방출원 형성용 조성물을 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판 상부에 인쇄한 다음, 노광시킨다. 이 때, 통상적으로 UV 노광을 이용할 수 있다.Then, the prepared composition for forming an electron emission source is printed on the substrate on which the photoresist pattern is formed, and then exposed. At this time, UV exposure can be used normally.

이 후, 노광된 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제로 먼저 현상하다. 이는 전술한 바와 같이, 수용성 고분자, 친수성기-함유 감광성 수지 및 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하였기 때문에 가능한 것이다. Thereafter, the exposed electron emission source formation composition is first developed with a water-soluble developer. As described above, this is possible because a composition for forming an electron emission source containing a water-soluble polymer, a hydrophilic group-containing photosensitive resin, and a photoinitiator is used.

상기 수용성 현상액으로는 수용성 고분자 및/또는 친수성기-함유 감광성 수지와 이온 결합을 이룰 수 있는 물질로서, 알칼리 금속류, 알칼리 토금속류 및 암모늄의 탄산염 및 탄산수소염으로 이루어진 군 중 적어도 하나의 물질의 수용액일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, K2HCO3, (NH4)2CO3 및 (NH4)HCO3로 이루어진 군 중 적어도 하나의 물질의 수용액일 수 있다. 상기 수용액의 농도는 0.2wt% 내지 3wt%, 보다 바람직하게는 0.5wt% 내지 2wt%일 수 있다. 현상액으로 사용되는 수용액의 농도가 0.5wt% 미만인 경우에는 노광되지 않은 영역의 전자 방출원 형성용 조성물을 효과적으로 현상할 수 없다는 문제점이 있고, 현상액으로 사용되는 수용액의 농도가 2wt% 이상인 경우에는 제조 단가가 지나치게 증가한다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.The aqueous developer may be an aqueous solution of at least one of a group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and carbonates and hydrogencarbonates of ammonium metals, alkaline earth metals, and ammonium as a material capable of ionic bonding with a water-soluble polymer and / or a hydrophilic group-containing photosensitive resin. However, it is not limited thereto. More specifically, it may be an aqueous solution of at least one of the group consisting of Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , K 2 CO 3 , K 2 HCO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3 and (NH 4 ) HCO 3 . The concentration of the aqueous solution may be 0.2wt% to 3wt%, more preferably 0.5wt% to 2wt%. When the concentration of the aqueous solution used as the developer is less than 0.5wt%, there is a problem in that the composition for forming an electron emission source in the unexposed region cannot be effectively developed, and when the concentration of the aqueous solution used as the developer is 2wt% or more, This is because the problem of excessive increase may occur.

이와 같이, 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제를 이용하여 먼저 현상한 다음, 포토레지스트 패턴을 제거한다. 상기 포토레지스트 패턴은 통상의 용매를 이용하여 제거될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 포토레지스트 패턴은, 포토레지스트 패턴 형성용 재료에 따라 다르나, 통상의 유기 용매, 예를 들면 아세톤, 에틸셀로솔브 등과 같은 유기 용매 또는 pH가 매우 높은 통상의 알칼리성 용액을 이용하여, 제거될 수 있다.As such, the composition for forming an electron emission source is first developed using a water-soluble developer, and then the photoresist pattern is removed. The photoresist pattern may be removed using a conventional solvent. More specifically, the photoresist pattern is different depending on the material for forming the photoresist pattern, using a conventional organic solvent, for example, an organic solvent such as acetone, ethyl cellosolve or the like or a conventional alkaline solution having a very high pH. , Can be removed.

이와 같이, 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제를 이용하여 먼저 현상한 다음, 포토레지스트 패턴을 제거함으로써, 전자 방출원 형성용 조성물의 잔사가 전자 방출원 비-형성 영역에 잔류하는 문제점이 해결될 수 있다. As such, by first developing the composition for forming an electron emission source using a water-soluble developer and then removing the photoresist pattern, the problem that the residue of the composition for forming an electron emission source remains in the electron emission non-forming region is solved. Can be.

전술한 바와 같이 현상된 전자 방출원 형성용 조성물은 소성 단계를 거친다. 소성 단계를 통하여 전자 방출원 형성용 조성물 중 카본계 물질은 기판과의 접착력이 향상될 수 있고, 일부 이상의 비이클은 휘발되며, 일부 이상의 다른 비이클 또 는 무기 바인더 등은 용융 및 고형화되어 전자 방출원의 내구성 향상에 기여할 수 있게 된다. 소성 온도는 전자 방출원 형성용 조성물에 포함된 비이클의 휘발 온도 및 시간을 고려하여 결정되어야 한다. 통상적인 소성 온도는 400 내지 500℃, 바람직하게는 450℃이다. 소성 온도가 400℃ 미만이면 비이클 등의 휘발이 충분히 이루어지지 않는다는 문제점이 발생할 수 있고, 소성 온도가 500℃를 초과하면 카본계 물질이 손상될 수 있다는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다. 한편, 소성 분위기는 카본계 물질의 열화 방지를 위하여 불활성 분위기, 예를 들면 질소 가스, 아르곤 가스, 네온 가스, 크세논 가스 및 이들 중 2 이상의 가스의 혼합물의 존재 하에서 수행될 수 있다.The composition for forming an electron emission source developed as described above is subjected to a firing step. Through the firing step, the carbon-based material in the composition for forming an electron emission source may have improved adhesion to the substrate, at least one vehicle is volatilized, and at least some other vehicle or inorganic binder is melted and solidified to form an electron emission source. It can contribute to the improvement of durability. The firing temperature should be determined in consideration of the volatilization temperature and time of the vehicle included in the composition for electron emission source formation. Typical firing temperatures are 400 to 500 ° C, preferably 450 ° C. If the firing temperature is less than 400 ℃ may cause a problem that the volatilization such as a vehicle is not sufficiently made, if the firing temperature exceeds 500 ℃ may cause a problem that the carbon-based material may be damaged. On the other hand, the firing atmosphere may be carried out in the presence of an inert atmosphere, for example, nitrogen gas, argon gas, neon gas, xenon gas and a mixture of two or more of them in order to prevent degradation of the carbon-based material.

이와 같이 소성된 소성 결과물 표면의 카본계 물질은 선택적으로, 활성화 단계를 거친다. 상기 활성화 단계의 일 구현예에 따르면, 열처리 공정을 통하여 필름 형태로 경화될 수 있는 용액, 예를 들면 폴리이미드계 고분자를 포함하는 전자 방출원 표면 처리제를 상기 소성 결과물 상에 도포한 후, 이를 열처리한 다음, 상기 열처리로 형성된 필름을 박리한다. 활성화 단계의 다른 구현예에 따르면 소정의 구동원으로 구동되는 롤러 표면에 접착력을 갖는 접착부를 형성하여 상기 소성 결과물 표면에 소정의 압력으로 가압함으로써 활성화 공정을 수행할 수도 있다. 이러한 활성화 단계를 통하여 전자 방출원 표면으로 카본계 물질이 노출되거나 수직배향될 수 있다.The carbon-based material on the surface of the fired product thus fired is optionally subjected to an activation step. According to one embodiment of the activation step, after applying a solution that can be cured in the form of a film through a heat treatment process, for example, an electron emission source surface treatment agent containing a polyimide-based polymer on the firing result, and then heat treatment Then, the film formed by the heat treatment is peeled off. According to another embodiment of the activation step, the activation process may be performed by forming an adhesive part having an adhesive force on the surface of the roller driven by a predetermined driving source and pressing the surface of the firing product at a predetermined pressure. Through this activation step, the carbon-based material may be exposed or vertically aligned to the electron emission surface.

이와 같이 제조된 전자 방출원은 캐소드 전극, 애노드 전극 및 형광체층과 함께 전자 방출 소자를 이루며, 상기 전자 방출 소자는 예를 들면, 표시 장치 또는 백라이트 유니트로 응용될 수 있다.The electron emission source manufactured as described above forms an electron emission element together with a cathode electrode, an anode electrode, and a phosphor layer, and the electron emission element may be applied to, for example, a display device or a backlight unit.

전술한 바와 같은 본 발명의 전자 방출원을 구비한 전자 방출 소자의 일 구현예는 도 1을 참조한다. 도 1은 본 발명을 따르는 다양한 전자 방출 소자 중에서도 3극관 구조의 전자 방출 소자를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에 도시된 전자 방출 소자(200)는 상판(201)과 하판(202)를 구비하고, 상기 상판은 상면기판(190), 상기 상면기판의 하면(190a)에 배치된 애노드 전극(180), 상기 애노드 전극의 하면(180a)에 배치된 형광체층(170)을 구비한다.One embodiment of an electron emission device having an electron emission source of the present invention as described above is referred to FIG. 1. 1 schematically shows an electron emitting device having a triode structure among various electron emitting devices according to the present invention. The electron emission device 200 illustrated in FIG. 1 includes an upper plate 201 and a lower plate 202, and the upper plate is an upper electrode 190 and an anode electrode 180 disposed on the lower surface 190a of the upper substrate. And a phosphor layer 170 disposed on the bottom surface 180a of the anode electrode.

상기 하판(202)은 내부공간을 갖도록 소정의 간격을 두고 상기 상면기판(190)과 대향하여 평행하게 배치되는 하면기판(110), 상기 하면기판(110)상에 스트라이프 형태로 배치된 캐소드 전극(120), 상기 캐소드 전극(120)과 교차하도록 스트라이프 형태로 배치된 게이트 전극(140), 상기 게이트 전극(140)과 상기 캐소드 전극(120) 사이에 배치된 절연체층(130), 상기 절연체층(130)과 상기 게이트 전극(140)의 일부에 형성된 전자방출원 홀(169), 상기 전자방출원 홀(169)내에 배치되어 상기 캐소드 전극(120)과 통전되고 상기 게이트 전극(140)보다 낮은 높이로 배치되는 전자 방출원(160)을 구비한다. 상기 전자 방출원(160)은 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 것이다. 상기 전자 방출원 형성용 조성물에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략한다.The lower plate 202 has a lower surface substrate 110 disposed in parallel with the upper substrate 190 at predetermined intervals to have an inner space, and a cathode electrode disposed in a stripe shape on the lower substrate 110 ( 120, a gate electrode 140 arranged in a stripe shape to intersect the cathode electrode 120, an insulator layer 130 disposed between the gate electrode 140 and the cathode electrode 120, and the insulator layer ( 130 and an electron emission source hole 169 formed in a portion of the gate electrode 140 and the electron emission source hole 169 are disposed in the electricity supply to the cathode electrode 120 and lower than the gate electrode 140. And an electron emission source 160 disposed therein. The electron emission source 160 is manufactured using the composition for forming an electron emission source as described above. Detailed description of the composition for forming an electron emission source is the same as described above, and thus will be omitted.

상기 상판(201)과 하판(202)은 대기압보다 낮은 압력의 진공으로 유지되며, 상기 진공에 의해 발생하는 상기 상판과 하판 간의 압력을 지지하고, 발광공간(210)을 구획하도록 스페이서(192)가 상기 상판과 하판 사이에 배치된다.The upper plate 201 and the lower plate 202 are maintained in a vacuum at a pressure lower than atmospheric pressure, and the spacer 192 supports the pressure between the upper plate and the lower plate generated by the vacuum and partitions the light emitting space 210. It is disposed between the upper plate and the lower plate.

상기 애노드 전극(180)은 상기 전자방출원(160)에서 방출된 전자의 가속에 필요한 고전압을 인가하여 상기 전자가 상기 형광체층(170)에 고속으로 충돌할 수 있도록 한다. 상기 형광체층의 형광체는 상기 전자에 의해 여기되어 고에너지 레벨에서 저에너지 레벨로 떨어지면서 가시광 등을 방출한다. The anode electrode 180 applies a high voltage required for acceleration of electrons emitted from the electron emission source 160 to allow the electrons to collide with the phosphor layer 170 at high speed. The phosphor of the phosphor layer is excited by the electrons and emits visible light while falling from a high energy level to a low energy level.

상기 게이트 전극(140)은 상기 전자방출원(160)에서 전자가 용이하게 방출될 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 상기 절연체층(130)은 상기 전자방출원 홀(169)을 구획하고, 상기 전자방출원(160)과 상기 게이트 전극(140)을 절연하는 기능을 담당한다.The gate electrode 140 serves to facilitate the emission of electrons from the electron emission source 160, and the insulator layer 130 partitions the electron emission source hole 169 and the electrons. It serves to insulate the emission source 160 and the gate electrode 140.

본 발명의 전자 방출 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 3극관 구조의 전자 방출 소자를 예로 하여 설명하였으나, 본 발명은 3극관 구조 뿐만 아니라, 2극관을 비롯한 다른 구조의 전자 방출 소자도 포함한다. 뿐만 아니라, 게이트 전극이 캐소드 전극 하부에 배치되는 전자 방출 소자, 방전 현상에 의하여 발생되는 것으로 추정되는 아크에 의한 게이트 전극 및/또는 캐소드 전극의 손상을 방지하고, 전자 방출원으로부터 방출되는 전자의 집속을 보장하기 위한 그리드/메쉬를 구비하는 전자 방출 소자에도 사용될 수 있다. 한편, 상기 전자 방출 소자의 구조를 표시 장치 또는 백라이트 유니트에 응용하는 것도 물론 가능하다.The electron-emitting device of the present invention has been described with an electron-emitting device having a triode structure as shown in FIG. 1 as an example, but the present invention includes not only the triode structure, but also an electron emitting device having another structure including a dipole tube. In addition, it is possible to prevent damage to the electron emission element in which the gate electrode is disposed below the cathode electrode, the gate electrode and / or the cathode electrode due to the arc that is assumed to be caused by the discharge phenomenon, and to focus the electrons emitted from the electron emission source. It can also be used for electron emitting devices with grids / meshes to ensure the safety. On the other hand, it is also possible to apply the structure of the electron emitting device to a display device or a backlight unit.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재되는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. The following examples are only described for the purpose of more clearly expressing the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

실시예Example 1 One

터피네올 9.5g에 카본나노튜브 분말(SWNT, CNI사 제품) 1g, 상기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 상기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 10,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자(고형분 30%) 36g, 무기 필러 TiO2 10g, 무기 필러 Al2O3 30g, 광개시제로서 TPO 3g, 수지 성분으로서 PETA 0.5g, 감광성 수지로서 PE320(미원상사(주), 산가는 5임) 10g을 첨가하여 교반하여, 30,000cps의 점도를 갖는 전자 방출원용 조성물을 제조하였다. 1 g of carbon nanotube powder (SWNT, manufactured by CNI), a unit represented by Chemical Formula 3, and a unit represented by Chemical Formula 4 are included in 9.5 g of terpineol in a molar ratio of 7: 3, and has a weight average molecular weight of about 10,000. 36g of polymer (30% of solid content), inorganic filler TiO 2 10g, inorganic filler Al 2 O 3 30g, TPO 3g as photoinitiator, PETA 0.5g as resin component, PE320 (photosensitive resin), acid value is 5 10g) was added and stirred to prepare an electron emission composition having a viscosity of 30,000 cps.

한편, Cr 게이트 전극, 절연막 및 ITO 전극이 구비된 기판 상에 spin coater로 Positive Photo Resist를 코팅하고 노광, 현상하여 전자 방출원 형성 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하였다. 그리고 나서, 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판 상부에 전술한 바와 같은 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄하고, 1000 mJ/cm2의 노광 에너지로 평행 노광기를 이용하여 조사하였다. 노광 후 0.25wt%의 TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide) 수용액을 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 먼저 현상한 다음, 아세톤을 이용하여 포토레지스트 패턴을 제거하였다. 이로부터 얻은 전자 방출원 형성용 조성물을 450 ℃의 온도에서 소성하여 전자 방출원을 형성하였다. 이 후, 형광막과 애노드 전극으로서 ITO를 채용한 기판을 상기 전자 방출원이 형성된 기판과 배향되게 배치하고, 양 기판 사이에는 기판 간 셀 갭을 유지하는 스페이서를 형성하였다. 상기 전자 방출 소자를 샘플 1이라고 한다.On the other hand, a positive photo resist was coated on a substrate having a Cr gate electrode, an insulating film, and an ITO electrode with a spin coater, and then exposed and developed to form a photoresist pattern defining an electron emission source formation region. Then, the above-described composition for forming an electron emission source was printed on the substrate on which the photoresist pattern was formed, and irradiated with a parallel exposure machine at an exposure energy of 1000 mJ / cm 2 . After exposure, the composition for forming an electron emission source was first developed using an aqueous 0.25 wt% Tetra Methyl Ammonium Hydroxide (TMAH) solution, and then the photoresist pattern was removed using acetone. The composition for forming an electron emission source obtained therefrom was calcined at a temperature of 450 ° C. to form an electron emission source. Subsequently, a substrate using ITO as a fluorescent film and an anode electrode was disposed so as to be oriented with the substrate on which the electron emission source was formed, and a spacer was formed between the substrates to maintain the cell gap between the substrates. The electron emitting device is referred to as sample 1.

실시예Example 2 2

상기 실시예 1 중, 상기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 상기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 10,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자 대신, 상기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 상기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 30,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전자 방출 소자를 제작하였다. 이를 샘플 2라고 한다.In Example 1, the unit represented by the formula (3) and the unit represented by the formula (4) in a molar ratio of 7: 3, and instead of a polymer having a weight average molecular weight of about 10,000, and the unit represented by the formula (3) An electron emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polymer represented by Formula 4 was included in a molar ratio of 7: 3 and a polymer having a weight average molecular weight of about 30,000 was used. This is called sample 2.

실시예Example 3 3

상기 실시예 1 중, 상기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 상기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 10,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자 대신, 상기 화학식 3으로 표시되는 유니트와 상기 화학식 4로 표시되는 유니트를 7:3의 몰비로 포함하며, 약 50,000의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자를 사용하였다는 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전자 방출 소자를 제작하였다. 이를 샘플 3이라고 한다.In Example 1, the unit represented by the formula (3) and the unit represented by the formula (4) in a molar ratio of 7: 3, and instead of a polymer having a weight average molecular weight of about 10,000, and the unit represented by the formula (3) The electron-emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polymer represented by Formula 4 was included in a molar ratio of 7: 3 and a polymer having a weight average molecular weight of about 50,000 was used. This is called sample 3.

실시예Example 4 4

상기 실시예 1 중, 감광성 수지로서 PE320(미원상사(주), 산가는 5임) 대신, EB018(UCB사 제품임, 산가는 15임)을 사용하였다느 점을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전자 방출 소자를 제작하였다. 이를 샘플 4라 한다.In Example 1, except that EB018 (manufactured by UCB, acid value is 15) instead of PE320 (Miwon Co., Ltd., acid value is 5) as a photosensitive resin, and the above Example 1 In the same manner, an electron emission device was manufactured. This is called sample 4.

평가예 - 전류 밀도 평가Evaluation Example-Current Density Evaluation

상기 샘플 1의 전류 밀도를 Pulse power source와 전류계를 이용하여 측정하 였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The current density of Sample 1 was measured using a pulse power source and an ammeter. The results are shown in Table 1 below.

샘플 번호Sample number 전류 밀도(5V/㎛에서의 전류 밀도임, 단위는 μA/cm2임)Current density (current density at 5 V / μm, unit is μA / cm 2 ) 1One 150150 22 800800 33 300300 44 300300

표 1에 따르면, 본 발명을 따르는 전자 방출 소자는 우수한 전류 밀도를 가짐을 알 수 있다.According to Table 1, it can be seen that the electron emission device according to the present invention has excellent current density.

본 발명의 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하면 수용성 현상액을 이용하여 전자 방출원 형성용 조성물을 먼저 현상한 다음, 포토레지스트 패턴을 현상하는 2-단계 현상 공정이 가능하다. 이로써, 전자 방출원 형성용 조성물과 포토레지스트 패턴을 유기 용매를 이용하여 동시에 현상함에 따라 생성된 전자 방출원 형성용 조성물의 잔사가 잔류하는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 전자 방출원을 이용하면 신뢰성이 향상된 전자 방출 소자를 얻을 수 있다.When the composition for forming an electron emission source of the present invention is used, a two-stage development process for first developing the composition for forming an electron emission source using a water-soluble developer and then developing a photoresist pattern is possible. As a result, the development of the electron emission source forming composition and the photoresist pattern at the same time using an organic solvent can be prevented from remaining the residue of the resulting electron emission source forming composition. Therefore, by using the electron emission source, an electron emission device having improved reliability can be obtained.

Claims (12)

카본계 물질, 비이클, 친수성기-함유 감광성 수지 및 수용성 광개시제를 포함하는 전자 방출원 형성용 조성물.A composition for forming an electron emission source comprising a carbonaceous material, a vehicle, a hydrophilic group-containing photosensitive resin, and a water-soluble photoinitiator. 제1항에 있어서, 상기 비이클은, 하기 화학식 1로 표시되는 유니트와 하기 화학식 2로 표시되는 유니트를 포함하고 1,000 내지 50,000의 중량 평균 분자량을 갖는 수용성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물:The electron emission source of claim 1, wherein the vehicle comprises a water-soluble polymer having a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, including a unit represented by Formula 1 and a unit represented by Formula 2 below. Composition for: <화학식 1><Formula 1>
Figure 112005062630118-PAT00005
Figure 112005062630118-PAT00005
<화학식 2><Formula 2>
Figure 112005062630118-PAT00006
Figure 112005062630118-PAT00006
상기 화학식 1 및 2 중,In Formulas 1 and 2, R1 및 R4는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬렌기 또 는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기이고;R 1 and R 4 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkylene group A substituted or unsubstituted C 6 -C 20 arylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroarylene group; R2 및 R5는 각각 독립적으로, 결합, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기이고;R 2 and R 5 are each independently a bonded, substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycle An alkylene group, a substituted or unsubstituted C 6 -C 20 arylene group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroarylene group; R3 및 R6는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3-C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C19 헤테로사이클로알킬기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기이고;R 3 and R 6 are each independently a substituted or unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C 3 -C 20 cycloalkyl group, a substituted or An unsubstituted C 6 -C 20 aryl group, a substituted or unsubstituted C 2 -C 19 heterocycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C 2 -C 20 heteroaryl group; Z는 -OA, -COOA, -SO2A, -SO2NH2, -SO2NHCOT1, -T2SO2A, -SO3A, -PO3NH2, -PO3A2, -NH2 및 -N(T1)2로 이루어진 군으로부터 선택된 친수성기이고; A는 수소, 알칼리 금속, 또는 Q1 및 Q2가 각각 독립적으로, 수소, C1-C20 알킬기 또는 C6-C20 아릴기인 -NQ1Q2이고; T1은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고; T2는 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기인 전자 방출원 형성 용 조성물.Z is -OA, -COOA, -SO 2 A, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOT 1 , -T 2 SO 2 A, -SO 3 A, -PO 3 NH 2 , -PO 3 A 2 ,- A hydrophilic group selected from the group consisting of NH 2 and —N (T 1 ) 2 ; A is hydrogen, an alkali metal, or -NQ 1 Q 2 wherein Q 1 and Q 2 are each independently hydrogen, a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; T 1 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 6 -C 20 aryl group or a C 2 -C 20 heteroaryl group; T 2 is a C 1 -C 20 alkylene group, C 6 -C 20 arylene group or C 2 -C 20 heteroarylene group, the composition for forming an electron emission source.
제1항에 있어서, 상기 Z가 -OH, -COOH, -SO2H, -SO2NH2, -SO2NHCOCH3, -(CH2)SO2H, -SO3H, -PO3NH2, -PO3H2, -NH2 및 -N(CH3)2로 이루어진 군으로부터 선택된 친수성기인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The method of claim 1, wherein Z is -OH, -COOH, -SO 2 H, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOCH 3 ,-(CH 2 ) SO 2 H, -SO 3 H, -PO 3 NH 2 , -PO 3 H 2 , -NH 2 and -N (CH 3 ) 2 It is a hydrophilic group selected from the group consisting of the composition for forming an electron emission source. 제1항에 있어서, 상기 친수성기-함유 감광성 수지가 친수성기로 치환된 아크릴레이트계 수지, 벤조페논계 수지, 아세토페논계 수지, 티오크산톤계 수지, 에폭시계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The method of claim 1, wherein the hydrophilic group-containing photosensitive resin is selected from the group consisting of an acrylate resin, a benzophenone resin, an acetophenone resin, a thioxanthone resin, an epoxy resin, and a urethane resin substituted with a hydrophilic group. The composition for forming an electron emission source. 제4항에 있어서, 상기 친수성기-함유 감광성 수지 중 친수성기는 -OA, -COOA, -SO2A, -SO2NH2, -SO2NHCOT1, -T2SO2A, -SO3A, -PO3NH2, -PO3A2, -NH2 및 -N(T1)2로 이루어진 군으로부터 선택되고; A는 수소, 알칼리 금속, 또는 Q1 및 Q2가 각각 독립적으로, 수소, C1-C20 알킬기 또는 C6-C20 아릴기인 -NQ1Q2이고; T1은 C1-C20 알킬기, C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고; T2는 C1-C20 알킬렌기, C6-C20 아릴렌기 또는 C2-C20 헤테로아릴렌기인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The method of claim 4, wherein the hydrophilic group in the hydrophilic group-containing photosensitive resin is -OA, -COOA, -SO 2 A, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOT 1 , -T 2 SO 2 A, -SO 3 A, -PO 3 NH 2 , -PO 3 A 2 , -NH 2 and -N (T 1 ) 2 ; A is hydrogen, an alkali metal, or -NQ 1 Q 2 wherein Q 1 and Q 2 are each independently hydrogen, a C 1 -C 20 alkyl group or a C 6 -C 20 aryl group; T 1 is a C 1 -C 20 alkyl group, a C 6 -C 20 aryl group or a C 2 -C 20 heteroaryl group; T 2 is a C 1 -C 20 alkylene group, a C 6 -C 20 arylene group or a C 2 -C 20 heteroarylene group, characterized in that the composition for electron source formation. 제4항에 있어서, 상기 친수성기가 -OH, -COOH, -SO2H, -SO2NH2, -SO2NHCOCH3, -(CH2)SO2H, -SO3H, -PO3NH2, -PO3H2, -NH2 및 -N(CH3)2로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The method of claim 4, wherein the hydrophilic group is -OH, -COOH, -SO 2 H, -SO 2 NH 2 , -SO 2 NHCOCH 3 ,-(CH 2 ) SO 2 H, -SO 3 H, -PO 3 NH 2 , -PO 3 H 2 , -NH 2 and -N (CH 3 ) 2 The composition for forming an electron emission source, characterized in that selected from the group consisting of. 제1항에 있어서, 상기 친수성기-함유 감광성 수지가 5 내지 20의 산가를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물. The composition for electron emission source formation according to claim 1, wherein the hydrophilic group-containing photosensitive resin has an acid value of 5 to 20. 제1항에 있어서, 상기 수용성 광개시제가 티오크산톤류, 벤조페논류, 벤질류, 히드록실알킬 케톤류 및 페나실(phenacyl) 티오설페이트류로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전자 방출원 형성용 조성물.The electron emission source of claim 1, wherein the water-soluble photoinitiator is at least one selected from the group consisting of thioxanthones, benzophenones, benzyls, hydroxylalkyl ketones, and phenacyl thiosulfate. Composition. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 전자 방출원 형성용 조성물을 제공하는 단계;Providing a composition for forming an electron emission source of any one of claims 1 to 8; 기판 상에 전자 방출원 형성 영역을 정의하는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계;Forming a photoresist pattern on the substrate defining an electron emission source formation region; 상기 포토레지스트 패턴이 형성된 기판에 상기 전자 방출원 형성용 조성물을 인쇄 및 노광하는 단계;Printing and exposing the composition for forming an electron emission source on a substrate on which the photoresist pattern is formed; 상기 노광된 전자 방출원 형성용 조성물을 수용성 현상제로 현상하는 단계;Developing the exposed composition for forming an electron emission source with a water-soluble developer; 포토레지스트 패턴을 제거하는 단계; 및Removing the photoresist pattern; And 상기 현상된 전자 방출원 형성용 조성물을 소성하는 단계;Firing the developed composition for electron emission source; 를 포함하는 전자 방출원 제조 방법.Electron emitter manufacturing method comprising a. 제9항에 있어서, 상기 전자 방출원 형성용 조성물의 현상 단계를 알칼리 금속류, 알칼리 토금속류 및 암모늄의 탄산염 및 탄산수소염으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 현상제를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 제조 방법.10. The method according to claim 9, wherein the developing step of the composition for forming an electron emission source is performed using at least one water-soluble developer selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals and carbonates and hydrogencarbonates of ammonium. Source manufacturing method. 제9항에 있어서, 상기 전자 방출원 형성용 조성물의 현상 단계를 Na2CO3, NaHCO3, K2CO3, K2HCO3, (NH4)2CO3 및 (NH4)HCO3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 수용성 현상제를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전자 방출원 제조 방법.The method of claim 9, wherein the developing step of the composition for forming an electron emission source is Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , K 2 CO 3 , K 2 HCO 3 , (NH 4 ) 2 CO 3, and (NH 4 ) HCO 3 . A method for producing an electron emission source, characterized in that performed using at least one water-soluble developer selected from the group consisting of. 서로 대향되게 배치된 제1기판 및 제2기판;A first substrate and a second substrate disposed to face each other; 상기 제1기판 상에 형성된 캐소드 전극;A cathode electrode formed on the first substrate; 상기 캐소드 전극과 전기적으로 연결되도록 형성된 전자 방출원;An electron emission source formed to be electrically connected to the cathode electrode; 상기 제2기판 상에 형성된 애노드 전극; 및An anode electrode formed on the second substrate; And 상기 전자 방출원으로부터 방출된 전자에 의하여 발광하는 형광층;A fluorescent layer emitting light by electrons emitted from the electron emission source; 을 구비하고, 상기 전자 방출원은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 전자 방출원 형성용 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 전자 방출 소자.The electron emission device of claim 1, wherein the electron emission source is manufactured using the composition for forming an electron emission source of any one of claims 1 to 8.
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